第47讲 光的干涉、衍射和偏振（专项训练）（福建专用）（教师版）

第47讲光的波动性相对论目录01课标达标练TOC\o"1-2"\h\u 1题型01双缝干涉的理解 1题型02薄膜干涉的理解 3题型03光的衍射 4题型04光的偏振 502核心突破练 703真题溯源练 11

01双缝干涉的理解1．（2023·福建福州·模拟预测）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列说法中正确的是（）

A．A图中干涉条纹宽度与单缝到双缝的距离有关B．B图的实验证明了光具有波动性C．C图发射电路中可以用恒定的电场产生电磁波D．卢瑟福利用D图的实验提出原子具有核式结构【答案】D【详解】A．双缝干涉条纹间距表达式为干涉条纹宽度与双缝到屏的距离有关，故A错误；B．B图是光电效应实验，说明光具有粒子性，故B错误；C．C图是有关电磁波的发射和接受的实验，恒定电场不能产生磁场，所以不能形成电磁波，故C错误；D．D图是粒子的散射实验，卢瑟福通过该实验提出了原子具有核式结构，故D正确。故选D。2．某实验小组用如图所示的装置做双缝干涉实验，下列方法能使屏上两相邻亮条纹中心的间距增大的是（）A．仅增大双缝到屏的距离B．仅增大双缝间的距离C．仅增大滤光片到单缝的距离D．仅把绿色滤光片换成紫色滤光片【答案】A【详解】AB．由干涉条纹的间距公式可知，仅增大双缝到屏的距离或仅减小双缝间的距离，都能使屏上两相邻亮条纹中心的间距增大，故A正确，B错误；C．滤光片到单缝的距离与两相邻亮条纹的间距无关，故C错误；D．由于紫光的波长比绿光的短，所以仅把绿色滤光片换成紫色滤光片，相邻亮条纹中心的间距减小，故D错误。故选A。02薄膜干涉的理解3．（2024·福建泉州·二模）生活中可以观察到许多有趣的光学现象。雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的（选填“干涉”“衍射”）现象；在炎热的夏天，往前方远处路面看去，路面上好像有一滩水，还映出了前车的倒影，如图所示，其原因是高温使得贴近地面的空气层折射率（选填“大于”“小于”）离地面较高的空气层折射率。【答案】干涉小于【详解】[1]雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的干涉现象；[2]在炎热的夏天，往前方远处路面看去，路面上好像有一滩水，还映出了前车的倒影，是光的全反射造成的，原因是越靠近地面处折射率越小。4．（2024·福建泉州·模拟预测）如图所示，把一个上表面水平、下表面是半径很大的球面的凸透镜放在一块平面玻璃板上，凸透镜的上表面与玻璃板平行，从上往下看凸透镜，看到的干涉图样应为（）A． B．C． D．【答案】B【分析】空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹。使牛顿环的曲率半径越大，相同的水平距离使空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大。【详解】凸透镜曲面与平面玻璃板间形成空气薄膜，空气薄膜上，同一厚度上，应处于同一条纹上，两反射光的路程差沿半径自内向外随距离的变化越来越快，条纹逐渐变密。故选B。03光的衍射5．（2024·福建龙岩·二模）下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是（）A．透镜上方看到牛顿环B．相机镜头涂有增透膜C．光经过大头针尖时产生条纹D．检查平面的平整程度【答案】C【详解】牛顿环是利用了光的干涉原理，增透膜是利用光的干涉原理，光经过大头针尖时产生条纹是衍射现象，用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象综上所述，与其余三种所涉及的光学原理不同的是C。故选C。6.（2024·福建宁德·模拟预测）EUV光刻机是利用波长为13.5nm的极紫外光进行曝光来制造芯片。如图为EUV光刻机的简化原理图，为提高光刻机的光刻精度，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为1.5的浸没液体，则加上浸没液体后，该极紫外光波在浸没液体中的频率（填“变大”、“变小”或“不变”）；该极紫外光波在浸没液体中比在空气中更发生衍射（填“容易”或“不容易”）【答案】不变不容易【详解】[1]由光在介质中传播的特点可知，极紫外光波在浸没液体中传播时的频率不变。[2]由光在介质中传播的速度公式可知，极紫外光波在空气中时，则有该极紫外光波在浸没液体中时，则有可知可知该极紫外光波在浸没液体中比在空气中更不容易发生衍射。04光的偏振7．（2025·福建漳州·模拟预测）光在科学技术、生产和生活中有广泛的应用，下列说法中正确的是（

）A．泊松亮斑是光的直线传播现象B．激光全息照相利用了激光相干性好的特性C．佩戴特殊眼镜观看立体电影是利用光的干涉现象D．眼镜镜片上的防蓝光镀膜是利用光的衍射现象【答案】B【详解】A．泊松亮斑是光的衍射现象，故A错误；B．激光全息照相利用了激光相干性好的特性，故B正确；C．立体电影利用了光的偏振，故C错误；D．照相机镜头涂上增透膜是光的干涉现象，故D错误；故选B。8．（2024·江苏·高考真题）用观看立体影的特殊眼镜观察手机液晶屏幕上的图片，通过左镜片的图片明亮，右镜片的灰暗。旋转手机屏幕，透过两镜片的图片（）A．均变明亮 B．均变灰暗C．亮度均无变化 D．左镜片的变暗，右镜片的变亮【答案】D【详解】观看立体影的特殊眼镜是利用了光的偏振，其镜片为偏振片，可以理解为开始时左镜片的透振方向与手机屏幕光的振动方向一致，右镜片的透振方向与屏幕光的振动方向接近垂直，手机屏幕旋转后，左右镜片的透振方向不变，则左镜片的透振方向与手机屏幕光的振动方向接近垂直，通过左镜片的图片亮度变暗，右镜片的透振方向与屏幕光的振动方向基本一致，因此通过右边镜片的图片亮度变亮。故选D。1．（2025·福建福州·模拟预测）下列关于光的说法合理的是（）A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小B．图乙是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若到S1、S2（S1、S2到S等距）的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮纹中心【答案】D【详解】A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，利用的是光在内芯中发生全反射，所以内芯的折射率比外套的折射率大，故A错误；B．图乙是“牛顿环”，一种薄膜干涉现象，不是“泊松亮斑”，“泊松亮斑”是圆盘衍射，故B错误；C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光度将明、暗交替变化，即偏振现象，只有横波才有偏振现象，表明光波是横波，故C错误；D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若P1到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，即为波长的整数倍，说明P1点是振动加强的点，即P1处是亮条纹，故D正确。故选D。2．（2025·福建·模拟预测）中国光刻机在近年来取得了显著的进展和突破，这些光刻机在性能和技术指标上已经达到或接近国际先进水平。以下关于波和光的说法正确的是（

）A．图甲中音乐喷泉中的光能“沿水传播”，主要是利用了光的折射原理B．图乙中肥皂膜呈现出彩色条纹，是光的衍射现象C．图丙中当声源远离观察者时，观察者接收到的声音的频率小于波源的频率D．图丁中观众观看3D电影时，戴的眼镜镜片利用了光的偏振原理【答案】CD【详解】A．音乐喷泉中的光能“沿水传播”，是光在水这种介质表面发生了全反射，并非折射原理，故A错误；B．肥皂膜呈现彩色条纹，是因为肥皂膜前后表面的反射光发生干涉，属于光的干涉现象，不是衍射，故B错误；C．当声源远离观察者时，根据多普勒效应，观察者接收到的声音的频率小于波源的频率，故C正确；D．观众观看3D电影时戴的眼镜镜片利用了光的偏振原理，让不同偏振方向的光进入双眼，从而产生立体视觉，故D正确。故选CD。3．（2024·福建三明·模拟预测）如图（甲）为用干涉法检查玻璃平板b是否平整的装置。将标准玻璃样板a放置在b之上，在一端夹人两张纸片。当红光垂直入射后，从上往下看到的条纹如图（乙）所示，b板上表面P点附近条纹向左侧弯曲，则（

）A．P点有凹陷 B．换用白光照射，出现彩色条纹C．换用绿光照射，条纹间距变大 D．抽去一张纸片，条纹间距变小【答案】AB【详解】A．点处的条纹向劈尖处弯曲，故点处凹陷，A正确；B．白光是复色光，不同的单色光会在不同的位置发生干涉，故会出现彩色条纹，B正确；C．换用绿光照射，根据可知，绿光的波长变短，条纹间距应减小，C错误；D．根据为斜劈尖角，抽取一张纸时，减小，减小，故增大，D错误。故选AB。4．（2023·福建福州·二模）“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”是《梦溪笔谈》一书中对彩虹的描述。彩虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的，如图所示。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。若增大太阳光入射角，a、b光将（选填“会”或者“不会”）在球面处发生全反射。若利用同一装置进行双缝干涉实验，（选填“a”或“b”）光相邻两条亮纹中心的距离较大。【答案】不会b【详解】[1]因光线射入水滴的折射角等于射出水滴时的入射角，则即使增大太阳光入射角，a、b光也不会在球面处发生全反射。[2]由图可知水滴对a光的折射率较大，则a光的频率较大，波长较短，根据可知，若利用同一装置进行双缝干涉实验，b光相邻两条亮纹中心的距离较大。5．（2024·福建福州·模拟预测）下列说法正确的是（）A．在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越长B．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较小C．要确定雷达和目标的距离需测出电磁波从发射到被雷达接收的时间t，再根据求解距离D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个增透膜以减弱玻璃反射光的影响【答案】C【详解】A．根据可知，在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越小，故A错误；B．蓝光比绿光频率大，波长短，因此根据可知让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大，故B错误；C．雷达和目标的距离为电磁波传播路程的一半，因此距离为故C正确；D．玻璃反射光属于偏振光，加偏振片的作用是减弱玻璃反射光的强度，从而增大其他物品透射光的强度，而增透膜是利用薄膜前后两表面反射透射光，反射的两路透射光光程差恰好等于半波长的奇数倍，两列波便产生相消干涉，振动减弱，从而增强透射光的强度，因此若加装增透膜，不仅无法减弱玻璃的反射光，反而会增加玻璃反射光带来的负面效果，故D错误。故选C。1．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）在双缝干涉实验中，某实验小组用波长为的蓝色激光和波长为的红色激光组成的复合光垂直照射双缝，双缝间距为，双缝到屏的距离为，则屏上（

）A．蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹B．蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小C．距中央亮条纹中心处蓝光和红光亮条纹中心重叠D．距中央亮条纹中心处蓝光和红光亮条纹中心重叠【答案】BC【详解】A．蓝光与红光频率不等，不能发生稳定干涉形成条纹，故A错误；B．根据相邻干涉条纹间距公式，由于蓝光的波长较短，故蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小，故B正确；CD．蓝光的相邻干涉条纹间距为红光的相邻干涉条纹间距为要使蓝光和红光亮条纹中心重叠，可知，，可知当时，满足条件；当，不满足条件；故C正确，D错误。故选BC。2.（2023·河北·高考真题）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（